金剛石繩鋸切割工藝在鐵路施工中的應用

周志強

（中國鐵路南寧局集團有限公司 項目公司，工程師，廣西 南寧530029）

1 工程概況

為更好滿足城市發展及人民群眾生活交通需要，有關部門決定將南寧市北大路既有的5孔下穿鐵路框架橋拆除改建為4孔框架橋。工程下穿南寧火車站西端咽喉區，有南廣高鐵上下行線、機待4線及新建J4線等多條軌道線路。

該改造工程主體設計為分離式單箱單室結構框架橋，從南寧車站往昆明端分別為1－4#（1-10.5 m+1-11.5 m+1-15.0 m+1-8.4 m）框架橋，其中2－4#框架橋由拆除既有2－5#框架橋后改建；1#框架橋由既有1#框架橋接長完成。順鐵路方向框架橋長度共為52.47 m,垂直線路方向框架橋長度為40.19 m。

2 拆除方案研究比選

2.1 人工拆除人工拆除是采用風鎬破碎鋼筋混凝土，屬于破壞性拆除，能確保既有線安全，但其施工面狹窄，人工投入有限，施工人員人身安全隱患多，且進度緩慢、工費巨大。

2.2 機械拆除機械拆除是運用機械破碎鋼筋混凝土，也屬破壞性拆除，具有進度較快，成本較低，但其噪音、震動大及揚塵污染嚴重，對周邊居民干擾較大，且對相鄰構筑物有震動影響，安全隱患較大。

2.3 金剛石繩鋸金剛石繩鋸切割是將整體塊狀分離，屬于鋼筋混凝靜力切割，具有切口平直，速度快（每臺機每小時可以切1.5 m2-3 m2），效率高，噪音低、震動小、無粉塵、操作簡便、空間要求不高等優點，但金剛石切割繩的成本較高。

北大路既有框架橋地處南寧市中心鬧市區，橋面距既有鐵路線約90 cm高，采用D便梁架空加固鐵路線后，橋面頂距D便梁縱梁底部約48 cm高。從保障正常鐵路運輸及施工擾民、工期保障、勞動安全、相鄰構筑物安全等綜合考慮，采用金剛石繩鋸進行既有框架橋的邊墻和頂板拆除。

3 金剛石繩鋸切割

3.1 金剛石繩鋸介紹金剛石繩鋸切割是金剛石繩索在液壓馬達驅動下繞切割面高速運動研磨切割體進行切割工作。其使用金剛石單晶做為研磨材料，可以對石材、鋼筋混凝土等堅硬物體進行切割。切割過程安全方便，震動和噪音小，被切割物體能在幾乎無擾動的情況下被分離。

3.2 施工方案簡述

3.2.1工序流程圖（詳見圖1）

圖1 工序流程圖

3.2.2 施工方法 繩鋸拆除既有構筑物應遵從“自上而下”原則，先拆除框架橋頂板，后拆除邊墻。拆除頂板前，利用D24便梁將既有鐵路線路架空加固，與既有框架橋完全分離，再利用木模板將D24便梁與拆除物隔離，以避免繩鋸拆除時，有雜物侵入上方既有線，影響行車安全。

拆除時，頂板、邊墻混凝土塊原則上分別按0.8 m×0.8 m和1.5 m×2 m尺寸切割；底板因底部無臨空面，采用機械破除。

1）參數選擇。按正常施工需求，金剛石繩運轉線速度控制在18 m/s左右能確保切割穩定性；切割過程中要有足夠的沖洗液量，以滿足金剛石繩冷卻和將磨削粉屑帶走的需要。

2）鉆孔。采用取芯設備由既有框架橋頂板底面向上進行鉆孔，邊墻由內向外鉆孔，為確保既有線和施工操作安全，頂板孔距為0.8m×0.8 m，邊墻為1.5 m×2 m。

3）安裝繩索。施工時，將金剛石繩穿過已鉆取的孔位，并按順序纏繞在主設備的主動輪及輔助輪上,繩子的方向和主動輪驅動方向保持一致。

4）構筑物切割。待金剛石繩安裝完成后，啟動切割設備電動馬達，通過控制盤調整主動輪提升張力，保證金剛石繩適當繃緊，供應循環冷卻水，再啟動另一個電動馬達，驅動主動輪帶動金剛石繩索回轉切割。切割過程中必須密切觀察機座的穩定性，隨時調整導向輪的偏移，以確保切割繩在同一個平面內。

在拆除施工過程中，因其頂板無支持物，需防止切割過程中，頂板混凝土塊直接從空中掉落，本工程采用5 t叉車并在叉車上焊接工字鋼托架作為切割塊的支撐；邊墻切割時，因切割物下方有支撐物，在切割完成后，直接采用挖掘機將切割塊移開，為防止震動，地面先鋪設一層50 cm厚的碎石或土作為緩沖層。

3.2.3 繩鋸切割安全保障措施

1）建立以建設、監理、設備管理（配合）和施工單位為一體的安全生產管理保證體系，落實各方安全職責，督促施工單位嚴格落實審定的施工方案及安全防護措施，確保營業線施工各項規范、制度和標準有效落實。

2）所有作業人員必須經過安全培訓方可上崗，嚴格遵守施工安全相關管理規定，禁止任何無關人員進入施工區域。

3）落實勞動安全相關措施，嚴格按照操作規程有序施工，避免作業人員違章蠻干，確保作業人員勞動安全。

4）機械設備要有專人管理，定期保養、檢修，嚴禁帶故障運行。

5）在便梁底部用竹膠板設置隔離防護板，防止鋸繩斷裂及鑿巖機作業過程中石塊飛濺至線路上，危及行車安全。

6）嚴格落實“一人一機”防護制度，列車通過時下方機械設備停止作業，施工過程中禁止任何機械觸碰D便梁。加強線路檢查，發現問題按照“先防護、后處理”原則及時消除安全隱患。

4 金剛石繩鋸切割拆除效果

1）拆除進度塊，效率高。在拆除北大路既有框架橋過程中，采用繩鋸切割，具有振動小、不受作業空間限制、不受施工天窗影響連續施工作業等優勢，比采用人工或機械破碎拆除，節約工期約4個月。

2）靜力切割，環保施工，減少擾民。采用繩鋸靜力切割拆除有效避免了采用機械破碎施工噪音大、震動大、揚塵污染嚴重及擾民等不利因素，施工過程中未收到附近居民任何投訴。

3）相鄰鐵路設備安全可控。采用繩鋸切割拆除既有框架橋過程中，在D型便梁底部設置竹膠板將既有框架橋與既有線隔離，避免鋸繩斷裂或作業過程產生的石塊飛濺至線路，影響行車安全，最大限度減少施工對運輸的干擾，比采用機械破除施工，機械易觸碰架空加固的D型便梁，造成鐵路軌道幾何尺寸和線路方向偏移變化，安全更加可控。

5 結束語

本文介紹的金剛石繩鋸切割工藝經實踐檢驗具有較好的綜合效益，期望能對類似施工起到參考作用。下一步，將針對金剛石繩鋸切割作業中，遇到切割物材質松散、不單一時容易造成切割繩斷裂導致損耗過快、成本增加問題進行研究，采取理論與實踐相結合方法，找準問題成因，探索破解措施，努力提升金剛石繩鋸切割工藝的適用性經濟性先進性。